作者：駿龍科技 吳紅輝

隨著移動通信的不斷發(fā)展，移動通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第五代，第六代技術(shù)也呼之欲出，它的各項標(biāo)準(zhǔn)正在緊鑼密鼓地制定中。相比于前五代技術(shù)，第六代移動通信在信號覆蓋方面，將不僅僅依賴于地面基站，同時還會使用到衛(wèi)星，也就是我們所說的“天地一體化”。未來通信技術(shù)的發(fā)展趨勢將推動RF系統(tǒng)實現(xiàn)更寬帶寬、更高性能、更低功耗，同時提高頻率范圍且尺寸小型化的力量越來越強(qiáng)大。

當(dāng)前衛(wèi)星通信設(shè)備需求日益遞增，加上體積成本和功耗方面的原因，傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信設(shè)備已然不能滿足要求，需要成本更低，體積更小，功耗更低的設(shè)備來替代。本文將從傳統(tǒng)方案和現(xiàn)代小型化方案兩個方面加以闡述，為大家介紹ADI最新集成化方案。

傳統(tǒng)超外差接收與發(fā)射方案

傳統(tǒng)超外差接收與發(fā)射方案，可以提供很高的指標(biāo)(如IP3 OP3、P1dB、隔離等)，但同時也帶來了更高的成本功耗以及較大的尺寸，不利于大范圍高密度部署。傳統(tǒng)超外差收發(fā)系統(tǒng)，如下圖(圖1) 所示：

圖1 傳統(tǒng)超外差收發(fā)系統(tǒng)

傳統(tǒng)方案的具體通信鏈路，如下圖(圖2)所示：

圖2 傳統(tǒng)超外差接收和發(fā)射信號鏈

ADI集成化方案

隨著軟件無線電技術(shù)的發(fā)展，無線通信系統(tǒng)更加集成化、小型化。ADI研發(fā)出獨有的第一代Transceiver芯片AD936X系列，和更高帶寬的第二代AD937X系列，以及能支持5G的第三代ADRV900X和ADRV902X系列。不僅如此，第一代產(chǎn)品還新開發(fā)了升級版 ADRV9002/3/4系列，提升工藝性能的同時還能降低了功耗。

KA頻段衛(wèi)星通信解決方案

ADI Transceiver完美解決了Sub-6G的通信問題，當(dāng)然6G以上乃至更高的衛(wèi)星頻段，ADI同樣有非常集成化的解決方案。以Transceiver為基礎(chǔ)可以向上擴(kuò)頻到X, KA .KU頻段，以下先講解KA頻段衛(wèi)星通信解決方案。采用AD9371的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，如下圖(圖3)所示，整個方案Sub-6G模塊可以固定，只需要切換射頻前端就能實現(xiàn)不同頻段的擴(kuò)頻通信。具體技術(shù)細(xì)節(jié)您可以咨詢駿龍科技的技術(shù)人員。

圖3 采用AD9371的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)衛(wèi)星通信系統(tǒng)

ADI通過不斷創(chuàng)新研發(fā)，推出了一系列集成本振的射頻前端變頻模組，比如RX: ADMV4420、TX: ADMV4530 (KA頻段)，以及最新的KU頻段的(TX) ADMV4630和 (RX)ADMV4640。它們進(jìn)一步簡化了射頻前端的設(shè)計難度，同時降低了功耗和成本。

(TX) ADMV4630的基本指標(biāo)參數(shù)

· IF to Ku band upconverter with integrated PLL

· RF output frequency range: 14.0GHz to 14.5GHz

· Internal LO frequency range: 8.7GHz to 10.7GHz

· IF input frequency range: 3GHz to 5GHz 

· Noise floor density:

· Matched 50? single-ended RF output and IF input

· On-chip power detector

· On-chip ADC

· Provides transmitter synthesizer lock detect

· Programmable at 20MHz via 4-wire SPI interface

· Transmitter mute function

· 40-lead, 6mm × 6mm LFCSP package 

ADMV4630原理框架，如下圖 (圖4)所示：

圖4 ADMV4630原理框圖

(RX) ADMV4640的基本指標(biāo)參數(shù)

· X/Ku band to IF downconverter with integrated PLL

· RF input frequency range: 10.7GHz to 12.7GHz

· Internal LO frequency range: 8.7GHz to 10.7GHz

· IF output frequency range: 1.4GHz to 2.2GHz

· Noise figure: 5.2dB, minimum attenuation, LNA low gain mode

· Matched, 50?, single-ended RF input and IF output

· On-chip temperature sensor

· On-chip ADC

· Receiver synthesizer lock detect pin

· Programmable at 20MHz via 4-wire SPI interface

· Receiver standby function

· 40-lead, 6mm × 6mm LFCSP package 

ADMV4640 原理框架，如下圖 (圖5) 所示：

圖5 ADMV4640原理框圖

KU波段小型化通信系統(tǒng)方案

變頻產(chǎn)生的交調(diào)、互調(diào)，以及本振泄露等無用或干擾信號，在最終信號處理之前都需要被濾除，否則將對通信系統(tǒng)產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。針對這個問題ADI研發(fā)出可調(diào)諧帶通濾波器如ADMV8526和HMC892A，相比于傳統(tǒng)陶瓷和腔體濾波器，它擁有更加靈活的配置和中心頻率可變的優(yōu)點，同時大大減小了尺寸。有了這些集成化的產(chǎn)品，通信系統(tǒng)就能實現(xiàn)小型化。具體技術(shù)細(xì)節(jié)您可以咨詢駿龍科技的技術(shù)人員。

圖6 KU波段小型化通信系統(tǒng)方案

ADMV8526和HMC892A解決了傳統(tǒng)濾波器的體積問題，同時中心頻率可以靈活切換。 ADMV8526原理框架，如下圖 (圖7) 所示：

圖7 ADMV8526原理框圖

ADMV8526的基本指標(biāo)參數(shù)

· Digitally tunable, octave, band-pass tuning

· 3dB bandwidth: 9% ± 2%

· Rejection (20dB): 16% away from fCENTER

· Single chip replacement for discrete filter banks

· Compact 10mm × 10mm × 1.99mm LGA package

除此之外， ADI還在電源上極具創(chuàng)新，開發(fā)出了業(yè)界噪聲最低、PSRR最好的LDO產(chǎn)品 LT3042/3045，進(jìn)一步提升了LO的相位噪聲。與此同時，ADI開發(fā)出了第三代的Silent Switch 技術(shù)，使得DC/DC轉(zhuǎn)換器的性能近乎于LDO的指標(biāo)，進(jìn)一步簡化了傳統(tǒng)射頻系統(tǒng)供電的電源樹，代表產(chǎn)品為LT8625S/LT8627S系列。

圖8 LT8625S輸出噪聲指標(biāo)

Silent Switcher®3架構(gòu)

· 超低RMS噪聲 (10Hz至100kHz): 4μVRMS

· 超低散粒噪聲: 4nV/√Hz (10kHz 時)

· 在任何PCB上具有超低EMI輻射

· 內(nèi)部旁路電容可降低輻射EMI

· 高頻高效率

LT8625S的基本性能參數(shù)

· 具有高增益誤差放大器的超快速瞬態(tài)響應(yīng)

· 輸入電壓范圍: 2.7V至18V

· 連續(xù)輸出電流: 8A (最大值)

· 最短快速導(dǎo)通時間: 15ns

· 精密基準(zhǔn)電壓源: 整個溫度范圍為 ±0.8%(遠(yuǎn)程檢測)

· PolyPhase® 操作: 最多12個相位

· 強(qiáng)制連續(xù)模式能力

· 可調(diào)及可同步頻率范圍: 300kHz4MHz

· 可編程電源良好

· 小型20 引腳 4mm × 3mm LQFN 封裝

總結(jié)

本文介紹了傳統(tǒng)超外差接收與發(fā)射方案和現(xiàn)代小型化衛(wèi)星通信方案，ADI最新集成化方案。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，ADI的產(chǎn)品也在不斷進(jìn)步，為廣大工程師帶來更多更好的解決方案，引領(lǐng)行業(yè)不斷向前發(fā)展。欲了解更多技術(shù)細(xì)節(jié)和ADI相關(guān)方案，您可聯(lián)系駿龍科技各地辦事處。駿龍科技的技術(shù)人員愿意為您提供更詳細(xì)的技術(shù)支持。

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